Chisme 179 del Lince: los cinco sensores EducaCont con bloques

Sierra Bermeja, tarde tranquila. Víctor Vílchez, el Lince de la Noche, mira la estación EducaCont con todos sus sensores conectados y se frota las manos.

—Ya está todo enchufado —dice—. Esto es calidad del aire de nivel profesional. Vamos a mandarlo a internet ahora mismo.

La Gata Montesa levanta una ceja.

—¿Has comprobado que cada sensor responde? ¿Sabes en qué unidades habla cada uno? Antes de contarle al mundo lo que respiramos, mira los números de cerca. Y si alguno te parece raro, duda de él.

El Lince carraspea.

—Primero la consola. Luego, internet.

Introducción

Hoy ponemos a prueba los sensores EducaCont: los cinco datos de la estación. Leemos humedad, temperatura, dióxido de nitrógeno (NO2), partículas y monóxido de carbono (CO) con bloques en STEAMakersBlocks, y los vemos en la consola serie, en texto y en gráfica.

Esto continúa el Chisme 177, que pone en marcha la placa, y el Chisme 178, que lee el DHT22. Se parte de que los dos funcionan. Aquí no hay Wi-Fi ni nube: todo se queda en tu ordenador.

Antes de la clase, prueba el simulador del Chisme 179. No necesitas la placa: ejecutas el programa, abres la consola, cambias el aire «real» y buscas los fallos del programa.

Referencia curricular

Este chisme es de Computación y Robótica de 2.º de ESO. Trabaja la competencia específica CYR.2.4 (recopilar, almacenar y procesar datos) y los criterios CYR.2.1.1 (comprender el funcionamiento de los sistemas de computación física, sus componentes y principales características) y CYR.2.2.1 (resolver problemas desarrollando un programa informático), dentro del bloque de saberes de computación física. La vinculación exacta con los saberes es una propuesta del docente, pendiente de confirmar en la programación didáctica.

Se basa en el Real Decreto 217/2022, de 29 de marzo, por el que se establecen las enseñanzas mínimas de la ESO, y en el Decreto 102/2023, de 9 de mayo, por el que se establece el currículo de la etapa en Andalucía.

Qué necesitamos

• La estación EducaCont 986 (Easy Plug), montada y con todos los sensores conectados.
• Ordenador con Windows y cable USB de datos.
• STEAMakersBlocks, su conector 6.0 y una cuenta en la web.

Recuerda que los manuales antiguos de la estación EducaCont hablan de ArduinoBlocks. Hoy esa web se llama STEAMakersBlocks.

Qué mide cada uno de los sensores EducaCont

Sensor	Qué mide	Conexión	Unidad
DHT22	Humedad y temperatura	D9	% y °C
MICS4514	NO2 y CO	PRE en D8, NOX en A0, RED en A1	NO2 en µg/m³; CO en mg/m³
Sensor de polvo PM2.5	Partículas	Su conector de la estación (a confirmar con el montaje)	µg/m³

El dióxido de nitrógeno es un gas y las partículas son polvo muy fino que flota en el aire. El MICS4514 mide NO2 y CO con un mismo sensor, y por eso lleva tres conexiones.

Fíjate en las unidades. µg/m³ significa microgramos por metro cúbico de aire; mg/m³, miligramos. Un miligramo son mil microgramos: confundirlas es un error enorme.

El programa con bloques para los sensores EducaCont

El programa de la captura tiene cuatro partes:

Por qué el MICS4514 recibe la temperatura

Los sensores de gas responden de forma distinta según la temperatura a la que están. Si el programa sabe a cuántos grados está el sensor, puede corregir el valor. Por eso al bloque del NO2 y al del CO les pasamos la variable temperatura, que acabamos de leer con el DHT22.

Prueba en el simulador a cambiar «temperatura» por 0 en el bloque del NO2: el valor cambia aunque el aire sea el mismo.

Por qué esperar 5 segundos

Con la pausa de 5000 ms, la consola se llena despacio y se lee bien. Si la bajas a 500 ms, se llena enseguida. Además, sensores como el DHT22 no pueden medir tan deprisa (sus hojas de datos indican varios segundos entre lecturas: compruébalo en la de tu módulo).

La consola serie de los sensores EducaCont

1. En STEAMakersBlocks, abre la consola serie y deja 9600 baudios (los mismos que en el bloque Iniciar baudios).
2. Pulsa Conectar y sube el programa a la placa.
3. En la pestaña Texto llegan las cinco líneas cada 5 segundos.
4. En la pestaña Gráfica ves cómo evoluciona cada dato en el tiempo. Hay también una pestaña Datos, que puedes explorar.

Revisa el programa antes de fiarte

La captura de los sensores EducaCont enseña dos detalles que conviene revisar, y por eso este chisme es un buen ejercicio de detective:

• Una etiqueta que no coincide. La etiqueta de las partículas dice particulas_mg_m3, pero la variable y el sensor dan µg/m³. Debe decir particulas_ug_m3.
• Etiquetas sin dos puntos. En la consola de la captura, Humedad y Temperatura salen con «:» pero no2_ug_m3, particulas y co_mg_m3 salen pegadas al número. Revisa que cada etiqueta termine en «:».

Y una hipótesis por comprobar: quizá la pestaña Gráfica necesite el formato «etiqueta:valor» para dibujar una línea. Pon los dos puntos en una etiqueta y mira qué cambia en la gráfica.

Qué estamos midiendo realmente

Esto es una prueba de funcionamiento, no una medida calibrada. Los sensores EducaCont son baratos y son prototipos educativos. Los de gas y de polvo suelen necesitar estar encendidos un tiempo antes de dar valores estables; consulta la hoja de datos de cada uno. Al principio los números pueden no ser fiables.

Mira la captura de la consola. El valor de CO sale en cientos de mg/m³. No vamos a interpretarlo. Es justo el ejemplo de por qué conviene dudar de una medida antes de fiarse de ella. Ante un número así, lo primero es sospechar del sensor (¿recién encendido?, ¿sin calibrar?, ¿mal la etiqueta o la unidad?) antes que del aire.

Para eso hace falta separar dato (lo que escribe la consola) y medida buena (un dato que sabemos de dónde viene y con qué error). Este chisme no sirve para decidir nada sobre la calidad del aire ni sobre la salud, y por eso no usamos límites ni índices.

Para el aula

• ¿En qué pin va cada sensor? ¿Y qué pasa si cambias un cable?
• ¿En qué unidad sale cada dato? ¿Coincide con la etiqueta?
• ¿Qué ves en la pestaña Gráfica que no ves en Texto?
• ¿Cuánto tarda en cambiar el dato de partículas si alguien sopla cerca? ¿Y el de humedad?
• Si cambias la pausa de 5000 a 500, ¿qué ocurre?

Retos por niveles

• Reto 1. Corrige la etiqueta de las partículas y añade los dos puntos a las tres etiquetas que no los tienen.
• Reto 2. Cambia la pausa a 10000 ms. ¿Qué ventajas y qué inconvenientes tiene?
• Reto 3. Deja la estación encendida 10 minutos y observa la gráfica. ¿Cambian los datos del MICS4514 al principio?
• Reto 4. Anota en una tabla los cinco datos en el aula y en el patio. ¿Te fías de las diferencias?

Preguntas de comprobación

1. ¿En qué pin va cada sensor?
2. ¿Qué unidad usa cada dato?
3. ¿Por qué al sensor NO2/CO se le pasa la temperatura?
4. ¿Qué ves en la pestaña Gráfica que no ves en Texto?

El simulador incluye cinco preguntas parecidas con corrección inmediata.

Qué hemos aprendido

• Los sensores EducaCont de la estación leen cinco datos: humedad, temperatura, NO2, partículas y CO.
• Cada sensor tiene sus pines y cada dato su unidad.
• El sensor de gas necesita la temperatura para corregir su valor.
• La consola serie muestra los datos en texto y en gráfica.
• Un dato no es una medida buena: hay que dudar, sobre todo con sensores baratos recién encendidos.

Para seguir investigando

• La puesta en marcha de la placa: Chisme 177, estación EducaCont.
• El primer sensor, el DHT22: Chisme 178, DHT22 EducaCont.
• Todos los chismes, en el catálogo de los Chismes del Lince.

Y ahora, una pregunta

El Lince mira la consola y mueve la cabeza.

—Con estos números no mando nada a internet. Primero, a repasar los fallos del programa.

La Gata sonríe.

—Y cuando estén los datos fiables, te acompaño a contárselo al mundo.

Los datos son locales: el simulador no recoge ni envía ningún dato.